[发明专利]一种生物质加压流化床气化与旋风裂解的复合气化系统

说明书

一种生物质加压流化床气化与旋风裂解的复合气化系统，涉及生物质气化技术领域，包括气化炉、高温旋风裂解炉、热量回收设备、旋风分离器、高温过滤器、料封阀、汽包和灰斗；气化炉从下至上分别包括排渣环管、气化剂喷管、气化炉气室、分布板、飞灰返料口II、气化炉密相段、生物质进料口、飞灰返料口I、二次气化剂喷管和气化炉稀相段，所述排渣环管用于将气化炉密相段床层内的灰渣排出气化炉，所述气化剂喷管用于向气化炉密相段床层内喷入气化剂；所述高温旋风裂解炉的固体出料口与料封阀的固体进料口连通，这种生物质加压流化床气化与旋风裂解的复合气化系统能够缩短气化反应时间，气化炉气化强度获得大幅提升，并生成更多可燃成分。

技术领域：

本发明涉及生物质气化技术领域，尤其涉及一种生物质加压流化床气化与旋风裂解的复合气化系统。

背景技术：

由于我国的能源结构主要以煤炭和石油等化石能源为主，而化石燃料（煤、石油、天然气）的储量有限，且其利用过程产生的环境问题日益严峻，因而，迫切需求开发清洁的可再生能源，而可再生能源之一的生物质能源就是能够储存和可运输的清洁能源，其具有资源分布广、储存量大的优势，故开发潜力巨大。

生物质气化技术是一种热化学处理技术，其基本原理是将固体生物质放入气化炉中进行不完全燃烧，在转换过程中需要加入氧气或水蒸汽等气化剂，使其发生部分氧化反应并燃烧、气化。由于固体生物质原料具有特殊物理性质，在进入气化炉进行气化前需对固体生物质原料进行破碎和增添介质等预处理。通过预处理的原料在气化炉中进行燃烧，其产生的热量用于维持热解和还原反应，最终得到可燃性混合气体，对该气体过滤除去焦油及杂质后，即可用于燃烧、发电、制气或进一步合成化工产品。

在申请号为201110094281.8、公开号为CN102206514A的专利申请中涉及两段式生物质旋风高温裂解气化炉。该气化炉有由上段旋风高温热裂解气化室、下段水蒸汽喷淋热解气化室以及螺旋给料机、生物质气排出管、气体燃料高速燃烧器、灰渣箱组成。该气化炉可大幅降低所生产的生物质气中焦油的含量，但气体燃料高速燃烧器产生的高温（1600℃以上）厌氧烟气，将消耗大量生物质气化过程产生的燃料气，也即大大降低了单位生物质耗量的产气量，同时为了形成强旋风涡流，高温烟气以80m/s的高速沿旋风切向并贴近旋风裂解气化室内壁喷入旋风裂解气化室，在该操作条件下，高温烟气及其夹带的生物质颗粒对旋风内壁的冲刷磨蚀将十分严重。

发明内容：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种生物质加压流化床气化与旋风裂解的复合气化系统。

本发明是通过下述技术方案来实现的：

一种生物质加压流化床气化与旋风裂解的复合气化系统，其特征是，包括气化炉、高温旋风裂解炉、热量回收设备、旋风分离器、高温过滤器、料封阀、汽包和灰斗；所述气化炉从下至上分别包括排渣环管、气化剂喷管、气化炉气室、分布板、飞灰返料口II、气化炉密相段、生物质进料口、飞灰返料口I、二次气化剂喷管和气化炉稀相段，所述排渣环管用于将气化炉密相段床层内的灰渣排出气化炉，所述气化剂喷管用于向气化炉密相段床层内喷入气化剂；所述高温旋风裂解炉的固体出料口与料封阀的固体进料口连通，所述料封阀的固体出料口通过飞灰返料口I与气化炉密相段床层连通，所述旋风分离器的下方锥段底部出口与灰斗的顶部进料口连通，灰斗的底部出料口通过飞灰返料口II与气化炉密相段床层连通，所述高温过滤器的固体出料口通过飞灰返料口II与气化炉密相段床层连通，生物质进料口位于分布板上方，二次气化剂喷口位于气化炉密相段床层上方，气化炉的顶部出口与高温旋风裂解炉的粗合成气入口连通，高温旋风裂解炉上粗合成气入口的对侧设有气化剂进料口，高温旋风裂解炉的顶部气固相出口连接至热量回收设备，热量回收设备的水/汽侧与汽包连通；汽包底部饱和水出口与热量回收设备的饱和水进口连通，热量回收设备的水/汽侧顶部饱和水/汽出口与汽包的底部饱和水/汽进口连通，汽包顶部饱和蒸汽出口与热量回收设备的饱和蒸汽入口连通，热量回收设备的过热蒸汽出口分别与旋风裂解炉的气化剂进口和气化炉的气化炉气室和气化剂喷管的气化剂进口连通；热量回收设备底部连通至旋风分离器的气固相入口，旋风分离器的顶部出口与高温过滤器的粗合成气入口连通。